基于網(wǎng)絡(luò)課程的教師教學(xué)畫像數(shù)據(jù)模型構(gòu)建

程小恩 溫川飆 程愛景 盧 敏 楊 東 曾祥明 唐啟濤 賈 帥

（成都中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院，四川 成都 611137）

一、引言

隨著學(xué)校信息化建設(shè)，通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺，我們可以獲取教師，學(xué)生關(guān)于課程學(xué)習(xí)方面的海量數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)快速地抓取教師的特征和行為習(xí)慣，通過建模算法，抽象出一個教師的課程全貌。本文研究“教師畫像”主要為教師課堂教學(xué)的畫像，通過已經(jīng)采集的學(xué)校人力資源管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)等學(xué)校信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)教師教學(xué)過程的數(shù)據(jù)化，從而通過真實數(shù)據(jù)的總體評分，刻畫教師的課堂教學(xué)特征。

二、方法

教師教學(xué)畫像數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建流程，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理，教師特征標(biāo)簽和教師畫像模型，如圖1所示。

圖1 設(shè)計流程圖

1.數(shù)據(jù)采集

首先明確分析目標(biāo)，針對教師課堂特征，分析教師課堂畫像需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行第一步采集工作。

在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，教師課堂教學(xué)的數(shù)據(jù)，主要來源于學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程平臺，學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)和人力資源管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)。利用這三個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以采集到教師的基本信息和課程信息，主要信息包含教師工號、姓名、性別、職稱、職位、學(xué)院、政治面貌、籍貫、學(xué)歷、學(xué)位、研究方向等數(shù)據(jù)。

通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中教師網(wǎng)絡(luò)課堂的數(shù)據(jù)，可以獲取教師與學(xué)生的交流次數(shù)、交流時間、上傳教學(xué)資源數(shù)量、定期發(fā)布作業(yè)和完成全部作業(yè)的批閱的過程，提取信息包含：授課情況，資源建設(shè)情況，以及上課的具體情況，如表1。

2.數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理

針對以上采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理操作。原始數(shù)據(jù)從不同的應(yīng)用系統(tǒng)中獲得，數(shù)據(jù)類型存在很多不一致，比如日期和年齡等，需要轉(zhuǎn)換并設(shè)置成同一類型。某些數(shù)據(jù)的缺失也會影響原始數(shù)據(jù)的有效性，針對確實的數(shù)據(jù)利用人工干預(yù)和算法插補設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的補全。另外針對采集的數(shù)據(jù)中部分?jǐn)?shù)據(jù)的異常和空值等，對有錯誤數(shù)據(jù)或者不合理數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除和清理。通過數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理，提高數(shù)據(jù)有效性，為后續(xù)數(shù)據(jù)特征模型的構(gòu)建，提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

表1 網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)數(shù)據(jù)采集表

3.教師標(biāo)簽特征的構(gòu)建

構(gòu)建特征框架設(shè)計如圖2，每個標(biāo)簽滿分是1分，共計6分。

圖2 網(wǎng)絡(luò)課堂教師標(biāo)簽

教師課程畫像主要是教師授課方面的信息，其特征標(biāo)簽有師生交流、作業(yè)批閱、網(wǎng)絡(luò)課程使用、考試分析、題庫設(shè)計、資源建設(shè)等方面。

師生交流（圖3）主要是針對教師網(wǎng)絡(luò)課堂中與學(xué)生互動的情況，包含班級討論和對學(xué)生答疑，以及課程學(xué)習(xí)情況的交流，師生答疑得分。根據(jù)老師答復(fù)提問的時間，給出評分，跨時越長分?jǐn)?shù)越低。師生交流總得分是由討論、交流、答疑三項所有交流的評分之和，總得分越高，評價越高。通過數(shù)據(jù)分析可以了解教師和學(xué)生之間是否有效溝通和交流，對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的關(guān)心程度等。

圖3 師生交流

作業(yè)批閱（圖4），主要是學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)作業(yè)的提交情況以及老師批閱的數(shù)據(jù)分析。

系統(tǒng)使用，主要是教師登陸網(wǎng)絡(luò)課堂的次數(shù)、天數(shù)、時長等情況，由此分析教師網(wǎng)絡(luò)課程使用的活躍情況。

圖4 作業(yè)布置

考試分析（圖5），通過網(wǎng)絡(luò)考試試卷數(shù)據(jù)分析，了解學(xué)生試卷的答卷情況，分析每個題型的得分和丟分的原因，指導(dǎo)教學(xué)過程中重點和需要補充的知識點的講解。

題庫設(shè)計（圖6），針對教師題目設(shè)計的類型，題量等方面的數(shù)據(jù)，分析教師課程練習(xí)和指導(dǎo)方面的評價。

資源建設(shè)（圖7），主要是教師上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的學(xué)習(xí)資料，視頻等，通過資源數(shù)量，資源種類大小、資源熱度等，分析教師對課程建設(shè)的完善程度。

4.教師畫像模型設(shè)計

通過以上標(biāo)簽，結(jié)合教師登錄網(wǎng)絡(luò)平臺的情況（系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺按使用的時間長短以及登錄天數(shù)來共同衡量）。構(gòu)建每個標(biāo)簽的模型算法，并為模型和算法設(shè)置評價標(biāo)準(zhǔn)，不斷調(diào)整模型的各種參數(shù)，最后根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練出最優(yōu)模型，求出結(jié)果，計算出教師得分情況，畫像模型設(shè)計如下：

圖6 題庫設(shè)計

圖7 資源建設(shè)

同時，通過每個教師的畫像設(shè)計，可以看到教師關(guān)于課程教學(xué)的排名，以及學(xué)院排名，拉通比較。

為了鼓勵教師使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，獲取更多的數(shù)據(jù)信息。對六個標(biāo)簽的總體評分按開學(xué)時間與當(dāng)前時間，分期統(tǒng)計。當(dāng)前評分和每學(xué)期使用系統(tǒng)的得分有關(guān)。分學(xué)期評分，匯總，主要是利用每個學(xué)期的分?jǐn)?shù)對總分值的影響，增加教師對網(wǎng)絡(luò)平臺的持續(xù)使用頻率，長期使用者會得到更高的分?jǐn)?shù)，其中最高學(xué)期得分是為了平衡當(dāng)前分?jǐn)?shù)。

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三、結(jié)論

通過對上述標(biāo)簽計算教師教學(xué)的成績，生成評審報告，對教師網(wǎng)絡(luò)課程的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和分析，得出階段性成果評估，從而指導(dǎo)老師根據(jù)課程績效等目標(biāo)的實現(xiàn)程度，不斷反饋和調(diào)整。同時系統(tǒng)也會對于分析結(jié)果產(chǎn)生的偏差進(jìn)行不斷修正和調(diào)整，最終督促教師實現(xiàn)既定目標(biāo)。

在后續(xù)的研究中，還可以通過整合人事、科研、財務(wù)、教學(xué)等多門類數(shù)據(jù)信息，全方面呈現(xiàn)教師在科研學(xué)術(shù)、教學(xué)工作、人事工作等方面的成績，從而提供教師工作評估、教師成長軌跡分析、高質(zhì)量人才引進(jìn)建議、學(xué)科前沿研究方向探索、科技評價方法完善等服務(wù)。